Zdá sa, že máte zablokovanú reklamu

Fungujeme však vďaka príjmom z reklamy a predplatného. Podporte nás povolením reklamy alebo kúpou predplatného.

Ďakujeme, že pozeráte .pod lampou. Chceli by ste na ňu prispieť?

Temný vesmír

. .časopis .veda

Edgar Allan Poe vedel o temnote svoje. Majster hororu, vynálezca detektívky a autor Havrana sa temnotou zaoberal takpovediac programovo. Ktovie, či to bolo v rámci tohto programu, ale fakt je, že práve on vyriešil jeden z klasických problémov kozmológie – problém temného vesmíru.

Edgar Allan Poe vedel o temnote svoje. Majster hororu, vynálezca detektívky a autor Havrana sa temnotou zaoberal takpovediac programovo. Ktovie, či to bolo v rámci tohto programu, ale fakt je, že práve on vyriešil jeden z klasických problémov kozmológie – problém temného vesmíru.


Sedemnáste storočie, ktoré prinieslo astronómii ďalekohľad a teóriu gravitácie, nezačalo z hľadiska tejto vedy príliš slávne – 17. februára roku 1600 upálili na námestí Campo de Fiori v Ríme Giordana Bruna. Dôvod bol prostý: po tom, čo Mikuláš Kopernik vyhnal Zem zo stredu sveta, domyslel Bruno do dôsledkov, čo všetko z toho vyplýva.
Strata výsadného postavenia Zeme znamenala v prvom rade úplný prevrat vo vtedajších kozmologických predstavách. Bruno vytvoril nový obraz sveta, v ktorom úplnú výlučnosť jedného miesta nahradila úplná rovnocennosť všetkých miest. Vesmír bol podľa neho nekonečný, večný a rovnomerne (hoci nie úplne pravidelne) vyplnený hviezdami.
Z čisto vedeckého hľadiska mal tento obraz dve významné prednosti – predovšetkým bol jednoduchý a navyše aj prirodzene symetrický. Z teologického hľadiska tiež nebol celkom bez predností – nekonečné atribúty vesmíru sa dali chápať ako prejav nekonečných atribútov Stvoriteľa. Okrem predností však mal aj problematickejšie vlastnosti.
Nekonečne veľa hviezd znamenalo pravdepodobne nekonečne veľa planetárnych systémov a tým aj nekonečne veľa svetov podobných nášmu. Práve to bolo pre vtedajšiu teológiu ťažko stráviteľné sústo, ktoré nakoniec stálo Bruna život. A ani z pohľadu vedy nebolo všetko v poriadku. Z Brunovho obrazu vesmíru totiž vyplývalo niečo, čo úplne odporovalo pozorovaniam. Tejto skutočnosti si však, podľa všetkého, nebol vedomý ani on sám, ani jeho sudcovia.

.svet bez noci
Poriadne si to uvedomil až Johannes Kepler v roku 1610. Ak by bol vesmír nekonečný (v priestore aj čase) a navyše nemenný a plný hviezd, potom by nočná obloha nemala byť tmavá. Naopak, mala by intenzívne žiariť.
Prečo? Nuž, nech by sme sa v takomto vesmíre pozreli ľubovoľným smerom, náš pohľad by mal spočinúť na niektorej z nekonečného množstva hviezd (v tejto súvislosti sa často uvádza príklad s lesom – ak sa v dostatočne veľkom lese pozrieme ktorýmkoľvek smerom, vždy náš zrak spočinie na niektorom strome). Na nočnej oblohe by sme teda mali vidieť hviezdy nielen kde-tu, ale úplne všade.
No dobre – dalo by sa možno namietnuť – ale niektoré hviezdy môžu byť tak strašne ďaleko, že ich vidíme príliš slabo, čiže vlastne nevidíme. Takáto námietka sa však pri kritickejšom preskúmaní ukáže celkom bezzubá. Zo vzdialenejšej hviezdy k nám síce prichádza menej svetla, ale na druhej strane zaberá takáto hviezda menšiu časť oblohy, a tým vytvára miesto pre svetlo z ďalších hviezd.

Predstavme si, napríklad, že by sme namiesto nášho Slnka videli skupinu hviezd v desaťnásobnej vzdialenosti. Od každej z týchto hviezd by sme dostávali stokrát menej svetla (intenzita osvetlenia klesá s druhou mocninou vzdialenosti), ale na druhej strane by sa na oblohu zmestilo namiesto Slnka až sto takých hviezd (plocha, ktorú hviezda zaberá, klesá tiež s druhou mocninou vzdialenosti). Výsledná intenzita osvetlenia Zeme svetlom z týchto hviezd by sa teda rovnala intenzite osvetlenia zo Slnka. Podobnými úvahami sa dá dospieť k záveru, že v nekonečnom a večnom vesmíre plnom hviezd by mala celá obloha vo dne, v noci žiariť rovnako intenzívne ako Slnko.
Tento záver však brutálne odporuje našim pozorovaniam. Niečo je teda v neporiadku. Buď naše úvahy, alebo predpoklady, na ktorých boli tieto úvahy založené. Podrobnejšie preskúmanie úvah, ktoré sme tu len načrtli, ukazuje, že v nich nijaká logická ani výpočtová chyba nie je. Takže nám nezostáva nič iné, ako nájsť chybu v predpokladoch.

.vedecké vysvetlenia
Kepler videl chybu v predpokladoch od samého začiatku – nikdy totiž Brunovej predstave nekonečného vesmíru neveril. Podľa neho existovali hviezdy iba v ohraničenej oblasti priestoru a celá úvaha o žiariacej oblohe mu slúžila len ako argument proti vesmíru s nekonečným množstvom hviezd.
Boli to však, paradoxne, práve Keplerove objavy týkajúce sa obežných dráh planét, ktoré v konečnom dôsledku viedli k zavrhnutiu jeho predstavy ohraničeného vesmíru. Na základe Keplerových zákonov totiž Newton objavil gravitačný zákon a z tohto zákona vyplývalo, že Keplerov vesmír by bol nestabilný, že by skolaboval v dôsledku gravitačnej príťažlivosti hviezd.
Zhruba sto rokov po Keplerovi oživili úvahy o žiariacej oblohe Edmund Halley a Jean-Philippe de Cheseaux a ďalších sto rokov po nich Heinrich Olbers (práve po ňom sa úvahy o žiariacej oblohe nazývajú Olbersovým paradoxom). Všetci traja sa pokúsili dať nekonečný a nemenný vesmír do súladu s tmavou oblohou pomocou medzihviezdneho prachu, ktorý by výrazne zoslaboval svetlo ďalekých hviezd. Lenže toto vysvetlenie paradox v skutočnosti neodstraňuje. Časom by sa totiž medzihviezdny prach musel pohlteným svetlom natoľko zohriať, že by sám začal svietiť a obloha by bola jasná práve kvôli nemu.
Aj keď sú spomínané dve vysvetlenia Olbersovho paradoxu nesprávne (ani konečný vesmír, ani pohlcovanie svetla medzihviezdnym prachom paradox nevysvetľujú), sú predsa len poučné. A poučné sú práve tým, že sú nesprávne. Mnohí z nás totiž majú tendenciu chápať prívlastok „vedecký“ ako synonymum slova „pravdivý“. Máločo je však vzdialenejšie pravde ako takýto romanticko-mytologický pohľad na vedu. Vedecká práca spočíva v generovaní a overovaní rozumných hypotéz, z ktorých všetky sú vedecké, ale v drvivej väčšine prípadov sa v priebehu ďalšej teoretickej analýzy alebo experimentálneho výskumu ukážu nepravdivé. Veda nie je pravda, veda je jednou z foriem hľadania pravdy.

.poetické vysvetlenie
A nie je to jediná forma hľadania pravdy. Napríklad prvé správne vysvetlenie Olbersovho paradoxu bolo vedecké len do istej miery. Ono totiž bolo súčasne vedecké aj poetické. Poetické jednak preto, lebo autorom bol Poe, a jednak preto, lebo vyšlo v knihe Heuréka, ktorá mala podtitul „báseň v próze“.
Skoro každý vie, že Edgar Allan Poe napísal Jamu a kyvadlo alebo Vraždy v ulici Morgue. Málokto však vie, že písal aj celkom iné veci. Napríklad Prvú knihu zberateľa ulít, alebo malakologický systém, usporiadaný vyslovene pre potreby škôl, ktorá ako jediná vyšla počas autorovho života v niekoľkých vydaniach. Alebo Heuréku, ktorú považoval za svoje vrcholné dielo a v ktorej vysvetlil (okrem iného) Olbersov paradox.
Poe vychádzal pri tomto vysvetlení z predpokladu o konečnom veku vesmíru. Jadrom jeho úvahy bolo, že ak vesmír, respektíve hviezdy v ňom neexistujú večne, potom k nám svetlo z príliš vzdialených hviezd ešte jednoducho nestihlo doraziť.
Na prvý pohľad to vyzerá ako celkom jednoduchá myšlienka, najmä ak vezmeme do úvahy biblický výklad vzniku sveta, ale také ľahké to zas nebolo. Predstava nekonečného a nemenného vesmíru sa totiž vo vedeckých kruhoch zakorenila tak pevne, že mnohí fyzici (medzi inými napríklad Albert Einstein) ju neboli ochotní opustiť ani v dvadsiatom storočí. Definitívny úder, z ktorého sa dodnes nespamätala, dostala táto predstava až vznikom a všeobecným prijatím teórie Big Bangu.
Mimochodom, keď už sme pri tom Big Bangu, viete, kedy sa prvý raz objavila myšlienka, že vesmír vznikol obrovskou explóziou z jediného bodu? Bolo to v roku 1848. V texte s názvom Heuréka, ktorý napísal istý Edgar Allan Poe.
Poe nebol vedec, ani sa sám za vedca nepovažoval, mal však skvelú vedeckú intuíciu a dokázal anticipovať niektoré z našich súčasných kozmologických predstáv so storočným predstihom. Keď sa najbližšie pozrieme na temnú nočnú oblohu, spomeňme si na tohto zvláštneho chlapíka, ktorý dokázal z podobného pohľadu vydedukovať konečný vek vesmíru.
Vesmírna temnota ukrýva mnohé tajomstvá, z ktorých niektoré sú nesmierne zaujímavé. A to sme zatiaľ hovorili len o temnote viditeľnej voľným okom. Ak sa však do vesmíru pozrieme pomocou moderných prístrojov, vidíme (presnejšie povedané nevidíme) v ňom aj rôzne iné – a veru onakvejšie – temnoty. Napríklad tmavú hmotu. Alebo čierne diery. Alebo žiarenie dokonale čierneho telesa a s ním súvisiacu tajomnú tmavú energiu. Zdá sa, že v tejto sérii ešte bude o čom písať.
Ak ste našli chybu, napíšte na web@tyzden.sk.
.diskusia
.posledné
.neprehliadnite